Примеры решения типовых задач термодинамика

Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева – Клапейрона)

Термодинамические свойства реальных газов

Третье начало термодинамики Первое и второе начала термодинамики не позволяет определить значение энтропии при абсолютном нуле Т = 0 К.

Скорости газовых молекул. Опыт Штерна В середине XIX века была сформулирована молекулярно-кинетическая теория, но тогда не было никаких доказательств существования самих молекул. Вся теория базировалась на предположении о движении молекул, но как измерить скорость их движения, если они невидимы?

Законы идеальных газов В XVII – XIX веках были сформулированы опытные законы идеальных газов.

Свободная и связанная энергии

Температура и средняя кинетическая энергия теплового движения молекул

Рассмотрим пределы применимости классического описания распределения частиц по скоростям. Для этого воспользуемся соотношением неопределенностей Гейзенберга. Согласно этому соотношению координаты и импульс частицы не могут одновременно иметь определенное значение. Классическое описание возможно, если выполнены условия

Рассеяние света на малых диэлектрических частицах

КВАДРУПОЛЬНОЕ И МАГНИТО-ДИПОЛЬНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ В этой главе мы рассмотрим излучение, обусловленное следующими членами разложения векторного потенциала по степеням малого безразмерного параметра , где – это характерный размер системы, а k = w /c – волновое число. Хотя эти члены, вообще говоря, малы по сравнению с первым дипольным, они существенны в тех случаях, когда дипольный момент системы равен нулю, так что дипольное излучение вообще отсутствует.

ПЕРЕХОДНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ В этой главе мы рассмотрим излучение заряженной частицы, которая летит с постоянной скоростью и проходит границу раздела двух диэлектрических сред. Чтобы упростить задачу, предположим, что граница раздела является плоской, частица летит из вакуума в среду с некоторой диэлектрической проницаемостью e и что направление движения частицы перпендикулярно плоскости раздела сред

Сшивка полей на границе раздела вакуум–диэлектрик

Применение первого начала термодинамики к изопроцессам идеальных газов

Термодинамические процессы в идеальном газе постоянной массы

ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ

Уравнение Пуассона

МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ

Внутренняя энергия. Работа и теплота Наряду с механической энергией, любое тело (или система) обладает внутренней энергией. Внутренняя энергия – энергия покоя. Она складывается из теплового хаотического движения молекул, составляющих тело, потенциальной энергии их взаимного расположения, кинетической и потенциальной энергии электронов в атомах, нуклонов в ядрах и так далее.

Теплоёмкости одноатомных и многоатомных газов

Закон о равномерном распределении энергии по степеням свободы

Зависимость функции распределения Максвелла от массы молекул и температуры газа

Функция распределения Максвелла Пусть имеется n тождественных молекул, находящихся в состоянии беспорядочного теплового движения при определенной температуре. После каждого акта столкновения между молекулами, их скорости меняются случайным образом. В результате невообразимо большого числа столкновений устанавливается стационарное равновесное состояние, когда число молекул в заданном интервале скоростей сохраняется постоянным.

ЭНТРОПИЯ. ВТОРОЕ И ТРЕТЬЕ НАЧАЛА ТЕРМОДИНАМИКИ Приведенная теплота.

Изменения энтропии при обратимых и необратимых процессах Итак, энтропия – отношение полученной или отданной системой теплоты в обратимом процессе к температуре, при которой происходит эта передача.

Изменение энтропии в изопроцессах Энтропия системы является функцией ее состояния, определенная с точностью до произвольной постоянной.

Фазовый переход «жидкость – газ» Этот переход обладает всеми свойствами перехода «твердое тело – жидкость».

Внутренняя энергия газа Ван–дер–Ваальса Энергия одного моля газа Ван–дер–Ваальса слагается из внутренней энергии молекул, составляющих газ: кинетической энергии теплового движения центра масс молекул, равной , и потенциальной энергии взаимного притяжения молекул.

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов

Круговые обратимые и необратимые процессы Прежде чем переходить к изложению второго закона термодинамики, рассмотрим круговые процессы. Круговым процессом, или циклом, называется такой процесс, в результате которого термодинамическое тело возвращается в исходное состояние. В диаграммах состояния P, V и других круговые процессы изображается в виде замкнутых кривых

Цикл Карно (обратимый) Карно Никола Леонард Сади (1796 – 1832) – французский физик и инженер, один из создателей термодинамики. Впервые показал, что работу можно получить в случае, когда тепло переходит от нагретого тела к более холодному (второе начало термодинамики). Ввел понятие кругового и обратимого процессов, идеального цикла тепловых машин, заложил тем самым основы их теории. Пришел к понятию механического эквивалента теплоты. В 1824 г. опубликовал сочинение «Размышления о движущей силе огня и о машинах способных развить эту силу».

Коэффициент полезного действия (КПД) тепловой машины

Уравнение теплопроводности Многие нестационарные (т.е. изменяющиеся во времени) физические процессы описываются уравнениями параболического типа

Распределение Больцмана определяет распределение частиц в силовом поле в условиях теплового равновесия.

Давление. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории Рассмотрим подробнее, что представляет собой один из основных параметров состояния – давление P. Ещё в XVIII веке Даниил Бернулли предположил, что давление газа есть следствие столкновения газовых молекул со стенками сосуда. Именно давление чаще всего является единственным сигналом присутствия газа.

Закон распределения Максвелла – Больцмана

Необратимый цикл. Холодильная машина Предположим для простоты, что необратимость цикла обусловлена тем, что теплообмен между рабочим телом и источником теплоты (считаем холодильник тоже «источником», только отрицательной температуры) происходит при конечных разностях температур, т.е. нагреватель, отдавая тепло, охлаждается на ∆T, а холодильник нагревается на ΔТ.

Фазовое пространство, фазовая точка, фазовая ячейка

Элементы классической статистики (статистической физики)

Основы физики и электротехники. Лекции, курсовые, задачи, учебники